References of "Toye, Dominique"
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See detailIMPLEMENTATION OF A METAL STRUCTURED PACKING IN A FUNGAL BIOFILM REACTOR FOR THE PRODUCTION OF A RECOMBINANT PROTEIN BY ASPERGILLUS ORYZAE
Zune, Quentin ULg; Delepierre, Anissa; Toye, Dominique ULg et al

in Communications in Agricultural and Applied Biological Sciences (2014, February 07)

Detailed reference viewed: 73 (11 ULg)
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See detailDevelopment of alumina xerogel catalysts for biogas cleaning
Claude, Vincent ULg; Heinrichs, Benoît ULg; Toye, Dominique ULg et al

Poster (2014)

This poster resume the synthesis and characterizations of Ni/y-Al2O3 catalysts for the reforming of tars during the bio-syngas purification. The effect of an additionnal organosilane (EDAS) and a ... [more ▼]

This poster resume the synthesis and characterizations of Ni/y-Al2O3 catalysts for the reforming of tars during the bio-syngas purification. The effect of an additionnal organosilane (EDAS) and a surfactant (stearic acid) on the size,the dispersion and the sinterability of the nickel nanoparticles have been investigated. [less ▲]

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See detailInfluence of liquid viscosity on separation efficiency of structured packings – modelling approach based on X-ray tomography investigations
Janzen, Anna; Steube, Julia; Crine, Michel ULg et al

in Proceedings (2014)

The objectives of this work are the investigation of liquid flow morphology inside a structured packing using X-ray tomography and the development of a modelling approach based on hydrodynamic analogy ... [more ▼]

The objectives of this work are the investigation of liquid flow morphology inside a structured packing using X-ray tomography and the development of a modelling approach based on hydrodynamic analogy between the real complex flow patterns and simplified fluid-dynamic elements. To study the influence of viscosity, water and mixtures of water and glycerine with varying glycerine fraction are used as working liquids. X-ray tomography is applied to determine the spatial distribution of liquid in the cross-section of a column filled with MellapakPlus 752.Y packing elements. The resulting images are used to evaluate liquid hold-up, gas-liquid interfacial area and to analyse liquid morphology. Liquid flow patterns (film flow, contact-point liquid, flooded regions) are identified, and the fraction of liquid within each flow pattern depending on flow rate and liquid viscosity is determined. The results of the liquid flow morphology analysis are used to develop a hydrodynamic analogy model. To implement the gas-liquid contact area and the flooded regions into this model, the packing is represented as a bundle of dry, filled and irrigated cylindrical channels, while the ratio between different type channels is determined from the analysis of tomographic images. This simplified hydrodynamic description allows a direct application of rigorous partial differential transport equations, and their solution yields local concentration fields which are used for the evaluation of the separation efficiency. The new modelling approach is validated by comparison with separation efficiency data obtained from experiments with CO2 desorption from saturated water-glycerine mixtures into air. The presented modelling approach is capable of predicting the influence of viscosity on separation efficiency of columns filled with structured packings. [less ▲]

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See detailDesigning large-scale CO2 capture units with assessment of solvent degradation
Léonard, Grégoire ULg; Crosset, Cyril; Dumont, Marie-Noëlle ULg et al

in Energy Procedia (2014), 63

Solvent degradation is one of the main operational drawbacks of post-combustion CO2 capture with amine solvents. Although the different degradation mechanisms have been largely studied in recent years, it ... [more ▼]

Solvent degradation is one of the main operational drawbacks of post-combustion CO2 capture with amine solvents. Although the different degradation mechanisms have been largely studied in recent years, it is still impossible to predict the solvent losses and the emissions of degradation products that may occur in a CO2 capture plant depending on its size and on its operating conditions. In the present work, we experimentally study the degradation of MEA monoethanolamine) under accelerated conditions implying high temperature, continuous gas feed and vigorous agitation. A special focus is set on the oxidative degradation of MEA, which is studied in the absence of CO2. Based on the experimental results, we propose a kinetic model to describe both MEA oxidative and thermal degradation pathways. The degradation kinetics is then included into a global model of the CO2 capture process, enabling solvent losses and emissions of degradation products to be predicted as a function of the process operating conditions. The predicted MEA loss is in the same order of magnitude as reported in degradation measurements from pilot plants, although lower by a factor 3. This kind of model assessing solvent degradation could and should be used for the design of large-scale CO2 capture plants in order to simultaneously consider the energy consumption of the process and its environmental impact related to the emissions of degradation products and amine solvent. Further developments shall consider the effect of SOx, NOx and dissolved metals on MEA degradation. [less ▲]

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See detailInfluence of dissolved metals and oxidative degradation inhibitors on the oxidative and thermal degradation of monoethanolamine in post-combustion CO2 capture
Léonard, Grégoire ULg; Voice, Alexander; Toye, Dominique ULg et al

in Industrial and Engineering Chemistry Reseach (2014), 53(47), 18121

In the present work, the influence of metal ions and oxidative degradation inhibitors on the stability of monoethanolamine solvents (MEA) is studied. Solvent degradation induces additional costs and ... [more ▼]

In the present work, the influence of metal ions and oxidative degradation inhibitors on the stability of monoethanolamine solvents (MEA) is studied. Solvent degradation induces additional costs and impacts the environmental balance of the CO2 capture process as well as its efficiency. The two main degradation pathways of MEA are studied under accelerated conditions: oxidative degradation with continuous gas feed and thermal degradation in batch reactors. It is confirmed that metal ions (resulting from solvent impurities and wall leaching) enhance the oxidative degradation of MEA, while they do not impact its thermal degradation. Moreover, different oxidative degradation inhibitors are tested with varying results according to the inhibitor. It appears that at the selected concentration, radical scavengers like Inhibitor A and DMTD (2,5-dimercapto-1,3,4-thiadiazole) are more efficient than chelating agents like HEDP (1-hydroxyethylidene diphosphonic acid) at inhibiting oxidative degradation. Furthermore, attention must be paid to the influence of oxidative degradation inhibitors on the thermal degradation of MEA. Indeed, some inhibitors like DMTD, DTPA (diethylenetriaminepentaacetic acid), and DTDP (3,3′-dithiodipropionic acid) appeared to decrease the MEA thermal stability, which cannot be accepted in industrial applications. Finally, a further drawback of DTPA is its high affinity for metal ions, leading to a more corrosive solution, so its use is not recommended for CO2 capture applications. [less ▲]

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See detailExperimental study and kinetic model of monoethanolamineoxidative and thermal degradation for post-combustion CO2 capture
Léonard, Grégoire ULg; Toye, Dominique ULg; Heyen, Georges ULg

in International Journal of Greenhouse Gas Control (2014), 30

In the present work, a kinetic model is proposed for the prediction of amine solvent degradation in the post-combustion CO2 capture process. Solvent degradation combined to the emission of degradation ... [more ▼]

In the present work, a kinetic model is proposed for the prediction of amine solvent degradation in the post-combustion CO2 capture process. Solvent degradation combined to the emission of degradation products represents one of the main operational drawbacks of this process. It induces additional costsand it impacts the process efficiency and its environmental balance. In the present work, degradation isstudied under accelerated conditions for the case of monoethanolamine solvent (MEA). The influence of the temperature and of the O2 and CO2 concentrations in the gas feed are studied, and their effect on theMEA loss and the emission of degradation products is quantified. Based on the experimental results, a kinetic model for both oxidative and thermal degradation of MEA is proposed and compared to previous attempts to model MEA degradation. The present kinetic model may be further used to develop a practical tool assessing solvent degradation in large-scale capture plants. [less ▲]

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See detailRelevance of accelerated conditions for the study of monoethanolamine degradation in post-combustion CO2 capture.
Léonard, Grégoire ULg; Toye, Dominique ULg; Heyen, Georges ULg

in Canadian Journal of Chemical Engineering (2014), 93(2), 348

Solvent degradation represents one of the main operational drawbacks of the post-combustion CO2 capture process. Degradation not only induces additional costs for solvent make-up, it also impacts the ... [more ▼]

Solvent degradation represents one of the main operational drawbacks of the post-combustion CO2 capture process. Degradation not only induces additional costs for solvent make-up, it also impacts the process efficiency and its environmental penalty due to the emission of various degradation products. There is still a gap of knowledge about the influence of process operating conditions on degradation, making it currently impossible to predict the solvent degradation rate in CO2 capture plants. Morever, the reaction mechanisms corresponding to solvent degradation are very slow, significantly complicating its study in industrial units. In the present work, appropriate experimental equipment and analytical methods are developed for accelerating the degradation of monoethanolamine solvents (MEA). The relevance of accelerated conditions is established by comparing artificially degraded solvent samples with degraded solvent samples from industrial CO2 capture pilot plants. Two approaches are evaluated implying either discontinuous or continuous gas feed, this latest being the most representative of industrial degradation. The respective influences of the gas feed composition and the gas-liquid transfer are evidenced and quantified. Finally, the present study leads to a better understanding of solvent degradation in the CO2 capture process with MEA. More generally, it also evidences that accelerated conditions at laboratory-scale may provide relevant information for the study of slow phenomena taking place in large-scale industrial processes. Further works include the development of a kinetic model for MEA solvent degradation and the extension of this methodology to other promising solvents in order to facilitate the operation and large-scale deployment of CO2 capture. [less ▲]

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See detailAssessment of Solvent Degradation within a Global Process Model of Post-Combustion CO2 Capture
Léonard, Grégoire ULg; Toye, Dominique ULg; Heyen, Georges ULg

in Computer Aided Chemical Engineering (2014), 33

Solvent degradation may be a major drawback for the large-scale implementation of post-combustion CO2 capture due to amine consumption and emission of degradation products. However, its influence on the ... [more ▼]

Solvent degradation may be a major drawback for the large-scale implementation of post-combustion CO2 capture due to amine consumption and emission of degradation products. However, its influence on the process operations has rarely been studied. In the present work, a kinetics model describing solvent oxidative and thermal degradation has been developed based on own experimental results for the benchmark solvent, i.e. 30 wt% monoethanolamine (MEA) in water. This model has been included into a global Aspen Plus model of the CO2 capture process. The selected process modelling approaches are described in the present work. Using the resulting simulation model, optimal operating conditions can be identified to minimize both the energy requirement and the solvent degradation in the process. This kind of process model assessing solvent degradation may contribute to the design of large-scale CO2 capture plants to consider not only the process energy penalty, but also its environmental penalty. Indeed, both aspects are relevant for the large-scale deployment of the CO2 capture technology. [less ▲]

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See detailHigh-energy X-ray tomography analysis of a metal packing biofilm reactor for the production of lipopeptides by Bacillus subtilis
Zune, Quentin ULg; Soyeurt, Delphine; Toye, Dominique ULg et al

in Journal of Chemical Technology & Biotechnology (2014), 89

BACKGROUND: Whereas multi-species biofilm reactors are commonly used for the treatment of liquid and solid wastes, new strategies are progressing for the development of single species biofilm for the ... [more ▼]

BACKGROUND: Whereas multi-species biofilm reactors are commonly used for the treatment of liquid and solid wastes, new strategies are progressing for the development of single species biofilm for the production of high-value metabolites. Technically, this new concept relies on the design of bioreactors able to promote biofilm formation and on the identification of the key physico-chemical parameters involved in biofilm formation. RESULTS: An experimental setting comprising a liquid continuously recirculated on a metal structured packing has been used to promote Bacillus subtilis GA1 biofilm formation. The colonization of the packing has been visualized non-invasively by X-ray tomography. This analysis revealed an uneven, conical, distribution of the biofilm inside the packing. Compared with a submerged culture carried out in a stirred tank reactor, significant modification of the lipopeptide profile has been observed in the biofilm reactorwith the disappearance of fengycin and iturin fractions and an increase of the surfactin fraction. In addition, considering the biofilm reactor design, no foam formation has been observed during the culture. CONCLUSIONS: The configuration of this biofilm reactor set-up allows for a higher surfactin production by comparison with a submerged culture while avoiding foam formation. Additionally, scale-up could easily be performed by increasing the number of packing elements. [less ▲]

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See detailEpuration catalytique de biogaz
Claude, Vincent ULg; Lambert, Stéphanie ULg; Heinrichs, Benoît ULg et al

Poster (2013, November 15)

The poster presents the recent observations concerning the of Ni-Al2O3 catalysts synthesized in 2013. Particles size, surface areas and crystallinity of the samples are controlled thanks to the initial ... [more ▼]

The poster presents the recent observations concerning the of Ni-Al2O3 catalysts synthesized in 2013. Particles size, surface areas and crystallinity of the samples are controlled thanks to the initial reactives (surfactants, EDAS). [less ▲]

Detailed reference viewed: 31 (13 ULg)
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See detailDévéloppement intégré de matériaux hybrides photosynthétiques par encapsulation de micro-algues en vue de la production de méthabolites à haute valeur ajoutée (projet FOTOBIOMAT)
Duprez, Marie-Eve; Hantson, Anne-Lise; Thomas, Diane et al

Poster (2013, November 15)

La production de métabolites à haute valeur ajoutée tels que les caroténoïdes peut se faire au travers de la culture de micro-algues de type Dunaliella sp. notamment. La croissance de la biomasse en ... [more ▼]

La production de métabolites à haute valeur ajoutée tels que les caroténoïdes peut se faire au travers de la culture de micro-algues de type Dunaliella sp. notamment. La croissance de la biomasse en cellules libres a pour inconvénient majeur la destruction de la souche micro-algale lors des différentes étapes d’extraction des composés d’intérêt. Le projet FOTOBIOMAT (subsidié par le programme Greenomat de la Région wallonne) a pour but de développer un nouveau type de photobioréacteur dans lequel sont mises en oeuvre les micro-algues encapsulées dans des billes constituées d’un matériau hybride (alginate-silice). Les billes sont maintenues en suspension dans un lit fluidisé (mélange assez doux ne compromettant pas l’intégrité des billes). Ce type de mélange permet de renouveler les billes à la paroi du photobioréacteur, au contact de la source lumineuse. Le processus de photosynthèse est ainsi utilisé afin de convertir du CO2 en composé à haute valeur ajoutée (-carotène par exemple). La viabilité des micro-algues encapsulées doit être très importante (minimum 6 mois). Idéalement, le -carotène produit devrait être récupéré par une voie non polluante et ce, quasi en continu. Le projet est réalisé conjointement par quatre institutions universitaires (Université de Namur, Université Catholique de Louvain, Université de Liège et Université de Mons). Nous présentons ici différents résultats relatifs aux transferts gazeux et de matière au sein des billes, des billes vers une solution liquide ou de la solution vers les billes. L’oxygène produit par les micro-algues ainsi que le dioxyde de carbone consommé, preuves d’une bonne activité photosynthétique, doivent pouvoir migrer entre la matrice solide et le milieu de culture. La consommation de certains nutriments, les nitrates par exemple, essentiels à la croissance et à la survie de la souche micro-algale choisie peut également être suivie au cours du temps. Pour ce faire, différents types de sondes ont été utilisés avec plus ou moins de succès (Tableau 1). Les métabolites à haute valeur ajoutée produits (ici, le -carotène) doivent pouvoir être extraits des micro-algues et du matériau afin d’être récupérés dans la phase liquide. Des mesures de diffusion de composés tels que la rhodamine B (colorant) et de -carotène d’une solution agitée aux billes a été étudiée (Figures 1 et 2). Enfin, afin d’étudier leur capacité d’extraction du -carotène en-dehors des billes, différents solvants, dont la plupart sont connus pour leur capacité efficacité d’extraction de caroténoïdes hors des micro-algues, ont été testés. Il s’est avéré que si quelques solvants permettaient effectivement d’extraire du -carotène en-dehors des billes, ils étaient « agressifs » vis-à-vis du matériau (Tableau 2) ou de la biomasse. En outre, à l’heure actuelle, si aucun solvant « vert » et biocompatible n’a pu encore se dégager, l’huile de tournesol est en cours de test, tout en étudiant également l’action de procédés plus physiques (sonication, variations légères de température, …). [less ▲]

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See detailProcédé de fabrication d'un matériau hybride photosynthétique obtenu par encapsulation de micro-algues en vue de sa mise en oeuvre dans un photobioréacteur à biomasse fixée
Lox, Frédéric ULg; Crine, Michel ULg; Toye, Dominique ULg et al

Poster (2013, November 15)

La méthode d’encapsulation a une grande influence sur la productivité et sur la viabilité des microalgues car elle conditionne leur environnement immédiat au sein du matériau hybride. Le contrôle de la ... [more ▼]

La méthode d’encapsulation a une grande influence sur la productivité et sur la viabilité des microalgues car elle conditionne leur environnement immédiat au sein du matériau hybride. Le contrôle de la porosité, de la composition chimique et la stabilité mécanique est fondamental. Cette étape de recherche consiste en la détermination des formulations chimiques idéales (densité cellulaire, compositions chimiques, porosité,…) et des conditions de synthèse (précurseurs chimiques, conditions d’encapsulation sol-gel) des matériaux hybrides photosynthétiques avec des microalgues sélectionnées; la géométrie (forme et dimensions) d’un matériau hybride donné (densité cellulaire, composition chimique, porosité) a une grande influence sur le transfert de matière (CO2, nutriments) et sur la transmission de la lumière jusqu’aux microalgues et donc sur l’activité métabolique et la viabilité de celles-ci. Le projet FOTOBIOMAT (subsidié par le programme Greenomat de la Région wallonne) est réalisé conjointement par quatre institutions universitaires Université de Namur (UNAMUR), Université Catholique de Louvain (UCL), Université de Liège (ULg) et Université de Mons UMONS)). La composition de départ du MHPS a été déterminée par UNAMUR. Nous aborderons ici les étapes de conception, construction et mise au point d’un dispositif de fabrication en continu de billes de matériau hybride photosynthétique contenant une microalgue du genre Dunaniella ainsi que l’adaptation du protocole de synthèse des billes en vue de permettre une production importante puis une production en continu qui ont été développées par le Laboratoire de Génie Chimique (LGC) de l’Université de Liège. Nous présenterons des études sur la caractérisation des MHPSs : -le transfert de lumière au sein du matériau et la diffusion de composés tels qu’un colorant (la rhodamine B), un pigment (le b-carotène) ou une protéine (l’hémoglobine) d’une solution agitée aux billes ont été réalisées ainsi que des tests d’extraction de b-carotène encapsulé directement dans les billes (UMONS) ; -la résistance, la distribution de la composition, la surface spécifique et la porosité de la couche La méthode d’encapsulation a une grande influence sur la productivité et sur la viabilité des microalgues car elle conditionne leur environnement immédiat au sein du matériau hybride. Le contrôle de la porosité, de la composition chimique et la stabilité mécanique est fondamental. Cette étape de recherche consiste en la détermination des formulations chimiques idéales (densité cellulaire, compositions chimiques, porosité,…) et des conditions de synthèse (précurseurs chimiques, conditions d’encapsulation sol-gel) des matériaux hybrides photosynthétiques avec des microalgues sélectionnées; la géométrie (forme et dimensions) d’un matériau hybride donné (densité cellulaire, composition chimique, porosité) a une grande influence sur le transfert de matière (CO2, nutriments) et sur la transmission de la lumière jusqu’aux microalgues et donc sur l’activité métabolique et la viabilité de celles-ci. Le projet FOTOBIOMAT (subsidié par le programme Greenomat de la Région wallonne) est réalisé conjointement par quatre institutions universitaires Université de Namur (UNAMUR), Université Catholique de Louvain (UCL), Université de Liège (ULg) et Université de Mons UMONS)). La composition de départ du MHPS a été déterminée par UNAMUR. Nous aborderons ici les étapes de conception, construction et mise au point d’un dispositif de fabrication en continu de billes de matériau hybride photosynthétique contenant une microalgue du genre Dunaniella ainsi que l’adaptation du protocole de synthèse des billes en vue de permettre une production importante puis une production en continu qui ont été développées par le Laboratoire de Génie Chimique (LGC) de l’Université de Liège. Nous présenterons des études sur la caractérisation des MHPSs : -le transfert de lumière au sein du matériau et la diffusion de composés tels qu’un colorant (la rhodamine B), un pigment (le b-carotène) ou une protéine (l’hémoglobine) d’une solution agitée aux billes ont été réalisées ainsi que des tests d’extraction de b-carotène encapsulé directement dans les billes (UMONS) ; -la résistance, la distribution de la composition, la surface spécifique et la porosité de la couche externe des MHPS (UNAMUR) ; -la répartition des dimensions et de la densité des billes obtenue en fonction du mode de production (ULg). [less ▲]

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See detail« Product-oriented engineering » applied to the development of porous scaffolds for tissue engineering.
de Bien, Charlotte ULg; Ounally, Thameur; Collard, Valérie ULg et al

Poster (2013, November 15)

Ce travail vise à appliquer une approche « génie-orienté produit » à la fabrication de matrices poreuses synthétiques (scaffolds) susceptibles d’être utilisées en ingénierie tissulaire [1]. Parmi les ... [more ▼]

Ce travail vise à appliquer une approche « génie-orienté produit » à la fabrication de matrices poreuses synthétiques (scaffolds) susceptibles d’être utilisées en ingénierie tissulaire [1]. Parmi les différents polymères biosourcés et biodégradables déjà utilisés pour la fabrication de scaffolds, l’acide polylactique (PLA) a été choisi [2]. Des matrices poreuses ont été obtenues par un procédé de moussage par lyophilisation puis leur microstructure 2D/3D a été caractérisée par microtomographie à rayons X avant d’être mise en lien avec les conditions d’élaboration testées [3]. La diminution de la porosité ainsi que l’augmentation de l’épaisseur des parois avec l’augmentation de rapport polymère/solvant ont été confirmées. [less ▲]

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See detailEncapsulation de micro-algues dans un matériaux hybride alginate-silice et production de molécules à hautes valeur ajoutée
Duprez, Marie-Eve; Mirisola, A; Desmet, Jonathan et al

Poster (2013, October 10)

Les micro-algues sont des micro-organismes photosynthétiques. Leur croissance en milieu aqueux nécessite un apport lumineux (l = 400 à 700 nm) ainsi qu’un apport en carbone et en nutriments (N, P, S, etc ... [more ▼]

Les micro-algues sont des micro-organismes photosynthétiques. Leur croissance en milieu aqueux nécessite un apport lumineux (l = 400 à 700 nm) ainsi qu’un apport en carbone et en nutriments (N, P, S, etc.). Certaines souches, Dunaliella sp. par exemple, sont couramment utilisées dans le cadre de la biosynthèse de caroténoïdes[1] (b-carotène, lutéine entre autres). Quelques recherches ont montré qu’il était possible de réaliser l’extraction in situ des métabolites produits dans un réacteur biphasique (le b-carotène hydrophobe est extrait dans une phase organique biocompatible telle que le décane ou le dodécane) [2,3,4,5]. Le projet FOTOBIOMAT (subsidié par le programme Greenomat de la Région Wallonne – Belgique) a pour but de développer un nouveau type de photobioréacteur dans lequel sont mises en oeuvre les micro-algues encapsulées dans des billes constituées d’un matériau hybride. Le processus de photosynthèse est ainsi utilisé afin de convertir du CO2 en composés à haute valeur ajoutée (b-carotène p. ex.). La viabilité des micro-algues encapsulées doit être très importante (min. 6 mois). Idéalement, le b-carotène produit devrait être récupéré par une voie “propre” et ce, quasi en continu. [less ▲]

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See detailLe « génie orienté produit » appliqué à l’élaboration de matrices poreuses pour l’ingénierie tissulaire.
de Bien, Charlotte ULg; Ounally, Thameur ULg; Collard, Valérie ULg et al

in Récents Progrès en Génie des Procédés (2013, October 08)

Ce travail vise à appliquer une approche « génie-orienté produit » à la fabrication de matrices poreuses synthétiques (scaffolds) susceptibles d’être utilisées en ingénierie tissulaire. Parmi les ... [more ▼]

Ce travail vise à appliquer une approche « génie-orienté produit » à la fabrication de matrices poreuses synthétiques (scaffolds) susceptibles d’être utilisées en ingénierie tissulaire. Parmi les différents polymères biosourcés et biodégradables déjà utilisés pour la fabrication de scaffolds, l’acide polylactique (PLA) a été choisi. Des matrices poreuses ont été obtenues par un procédé de moussage par lyophilisation puis leur microstructure 2D/3D a été caractérisée par microtomographie à rayons X avant d’être mise en lien avec les conditions d’élaboration testées. La diminution de la porosité ainsi que l’augmentation de l’épaisseur des parois avec l’augmentation de rapport polymère/solvant ont été confirmées. [less ▲]

Detailed reference viewed: 73 (35 ULg)